(57)【要約】【課題】  クリーニング時にクリーニングガスのラジカルから被エッチング部材１１を隔離することができる金属膜作製装置とする。【解決手段】  クリーニング時にロボットアーム２４により被エッチング部材１１を搬送室２３に退避させることでクリーニングガスプラズマと被エッチング部材１１との間が遮断状態にされ、クリーニング時にクリーニングガスのラジカルから被エッチング部材１１を隔離することができる金属膜作製装置となる。【選択図】        図２
2006283051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持するサセプタが収容されるチャンバと、
サセプタの基板の保持面に対向する位置におけるチャンバに設けられ基板に成膜される金属成分を含む金属製の被エッチング部材と、
チャンバの内部にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給手段と、
チャンバの内部をプラズマ化してクリーニングガスプラズマを発生させてクリーニングガスの成分ラジカルを生成し、成分ラジカルでチャンバをエッチングすることによりチャンバ内のクリーニングを行うプラズマ発生手段と、
クリーニング時に成分ガスプラズマと被エッチング部材との間を遮断状態にする隔離手段と
を備えたことを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項２】
基板を保持するサセプタが収容されるチャンバと、
サセプタの基板の保持面に対向する位置におけるチャンバに設けられ基板に成膜される金属成分を含む金属製の被エッチング部材と、
チャンバの内部にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給手段と、
チャンバの内部をプラズマ化してクリーニングガスプラズマを発生させてクリーニングガスの成分ラジカルを生成し、成分ラジカルでチャンバをエッチングすることによりチャンバ内のクリーニングを行うプラズマ発生手段と、
クリーニング時に成分ガスプラズマと被エッチング部材との間を遮断状態にするため成分ガスプラズマの影響を受けない位置に被エッチング部材を退避させる退避手段と
を備えたことを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項３】
基板を保持するサセプタが収容されるチャンバと、
サセプタの基板の保持面に対向する位置におけるチャンバに設けられ基板に成膜される金属成分を含む金属製の被エッチング部材と、
チャンバの内部にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給手段と、
チャンバの内部をプラズマ化してクリーニングガスプラズマを発生させてクリーニングガスの成分ラジカルを生成し、成分ラジカルでチャンバをエッチングすることによりチャンバ内のクリーニングを行うプラズマ発生手段と、
クリーニング時に成分ガスプラズマと被エッチング部材との間を遮断状態にするため被エッチング部材を覆う遮蔽部材と
を備えたことを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項４】
請求項２において、
退避手段は、被エッチング部材が着脱自在にチャンバに支持され、サセプタが昇降自在に備えられ、サセプタには上面に対して間隔をあけて被エッチング部材を保持する支持棒が設けられ、搬送部位で支持棒に対して被エッチング部材を搬出入する搬送手段が備えられ、
クリーニング時にチャンバに対する固定が解放された状態でサセプタを上昇させて支持棒に被エッチング部材を保持すると共に被エッチング部材が搬送部位の高さとなるようにサセプタを下降させて搬送手段により被エッチング部材を成分ガスプラズマの影響を受けない位置に退避させる
ことを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項５】
請求項２において、
退避手段は、サセプタが昇降自在に備えられ、サセプタには上面に対して間隔をあけて被エッチング部材を着脱自在に支持する支柱が設けられ、搬送部位で支柱に対して被エッチング部材を搬出入する搬送手段が備えられ、
クリーニング時に被エッチング部材が搬送部位の高さとなるようにサセプタを下降させて搬送手段により被エッチング部材を成分ガスプラズマの影響を受けない位置に退避させる
ことを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項６】
請求項２において、
退避手段は、被エッチング部材を水平面内で成分ガスプラズマの影響を受けない位置に退避させる水平退避手段である
ことを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項７】
請求項６において、
水平退避手段は、被エッチング部材の側部におけるチャンバに退避用チャンバが一体に形成され、チャンバと退避用チャンバの間にはゲートバルブが設けられ、被エッチング部材をチャンバと退避用チャンバとの間で往復搬送する往復搬送手段を設けた
ことを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項８】
請求項７において、退避用チャンバに退避させた被エッチング部材のクリーニングを行うクリーニング手段を備えた
ことを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項９】
請求項６において、
水平退避手段は、被エッチング部材の側部におけるチャンバに退避用チャンバが一体に形成され、チャンバと退避用チャンバの間で旋回搬送する旋回搬送手段を設けた
ことを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１０】
請求項２において、
退避手段は、被エッチング部材がサセプタの上方から下方にわたり昇降自在に支持されると共に、被エッチング部材が絞り機構により円盤状とサセプタを通過する状態の円環状とに変形自在に構成され、被エッチング部材は、成膜時には円盤状に変形して上昇状態に維持され、クリーニング時には円環状に変形しサセプタを通過して下降することでサセプタの下側に維持され、サセプタの基板保持面から退避される
ことを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１１】
請求項３において、
被エッチング部材は複数の棒状部により形成され、
遮蔽部材は、クリーニング時にチャンバ内に挿入されることで被エッチング部材の棒状部をそれぞれ覆う複数の保護管により構成されている
ことを特徴とする金属膜作製装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製の被エッチング部材をハロゲンのラジカルによりエッチングすることで金属成分のハロゲン化物である前駆体を生成させ、前駆体の金属成分のみを成膜する金属膜作製装置に関し、クリーニング時に被エッチング部材をクリーニングガスから隔離することができるように企図したものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、半導体等の製造においては、プラズマＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)装置を用いた成膜が知られている。プラズマＣＶＤ装置とは、チャンバ内に導入した膜の材料となる有機金属錯体等のガスを、高周波アンテナから入射する高周波によりプラズマ状態にし、プラズマ中の活性な励起原子によって基板表面の化学的な反応を促進して金属薄膜等を成膜する装置である。
これに対し、本発明者等は、高蒸気圧ハロゲン化物を作る金属成分であって、成膜を望む金属成分からなる被エッチング部材をチャンバに設置し、ハロゲンガスをプラズマ化して前記被エッチング部材をハロゲンのラジカルによりエッチングすることで金属成分のハロゲン化物である前駆体を生成させるとともに、前駆体の金属成分のみを基板上に成膜するプラズマＣＶＤ装置（以下、新方式のプラズマＣＶＤ装置という）および成膜方法を開発した（例えば、下記、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１４７５３４号公報
【０００３】
上記新方式のプラズマＣＶＤ装置では、成膜される金属源となる被エッチング部材の温度に対して基板の温度が低くなるように制御して基板に当該金属膜を成膜している。例えば、被エッチング部材の金属をＭ、ハロゲンガスをＣｌ2とした場合、被エッチング部材を高温（例えば３００℃〜７００℃）に、また基板を低温（例えば２００℃程度）に制御することにより、前記基板にＭ薄膜を形成することができる。これは、次のような反応によるものと考えられる。
(1)プラズマの解離反応；Ｃｌ2→２Ｃｌ*
(2)エッチング反応；Ｍ＋Ｃｌ*→ＭＣｌ（ｇ）
(3)基板への吸着反応；ＭＣｌ（ｇ）→ＭＣｌ（ａｄ）
(4)成膜反応；ＭＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ* →Ｍ＋Ｃｌ2↑
ここで、Ｃｌ*はＣｌのラジカルであることを、（ｇ）はガス状態であることを、（ａｄ）は吸着状態であることをそれぞれ表している。
前述した新方式のＣＶＤ装置においては、ＭＣｌとＣｌ*との割合を適正に保つことで、成膜反応が適切に行われる。即ち、成膜条件として、Ｃｌ2ガスの流量、圧力、パワー、基板及び被エッチング部材の温度、基板と被エッチング部材との距離等を適正に設定することで、ＭＣｌとＣｌ*との割合をほぼ等しく制御することができ、成膜速度を低下させることなく、しかも、基板に対してＣｌ*によるエッチング過多が生じることなくＭが析出される。
上述した新方式のＣＶＤ装置においては、基板に対する成膜を継続すると、チャンバの内壁にもＭ薄膜が付着形成される。このため、所定の期間毎に塩素等のハロゲンガスをチャンバ内に供給してハロゲンガスをプラズマ化し、ハロゲンのラジカルによりチャンバ内に付着したＭ薄膜をエッチングすることで付着物を取り除いている（クリーニング）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
クリーニング時には同一のチャンバ内に被エッチング部材が存在していることになるが、クリーニング時に被エッチング部材が存在すると、温度状態によっては被エッチング部材もエッチングされてしまう虞がある。被エッチング部材がエッチングされると金属ハロゲン化物（金属塩化物）が生成されてしまい、チャンバ内に金属塩化物が付着したり、被エッチング部材の表面の塩化が生じてしまうことが考えられる。また、チャンバ壁から飛散した塩化物が被エッチング部材に付着してしまうことが考えられる。このため、クリーニング時にはハロゲンのラジカルから被エッチング部材を隔離することが望まれているのが現状である。
真空中で内部部材（防着板やエッチング装置のターゲット等）を交換する技術が従来から提案されているが（例えば、下記特許文献２参照）、金属膜作製装置でクリーニング時に被エッチング部材をクリーニングガスのラジカルから隔離する思想は存在しないのが実情である。
【特許文献２】特開平６−１８８１９９号公報  本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、上述の如き新方式のＣＶＤ装置において、クリーニング時に被エッチング部材をクリーニングガスのラジカルから隔離することができる金属膜作製装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の金属膜作製装置は、
基板を保持するサセプタが収容されるチャンバと、
サセプタの基板の保持面に対向する位置におけるチャンバに設けられ基板に成膜される金属成分を含む金属製の被エッチング部材と、
チャンバの内部にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給手段と、
チャンバの内部をプラズマ化してクリーニングガスプラズマを発生させてクリーニングガスの成分ラジカルを生成し、成分ラジカルでチャンバをエッチングすることによりチャンバ内のクリーニングを行うプラズマ発生手段と、
クリーニング時に成分ガスプラズマと被エッチング部材との間を遮断状態にする隔離手段と
を備えたことを特徴とする。
請求項１に係る本発明では、クリーニングガス供給手段からクリーニングガスを供給してプラズマ発生手段によりクリーニングガスプラズマを発生させ、成分ラジカルによりチャンバをエッチングすることによりチャンバ内のクリーニングを行う際に、隔離手段により成分ガスプラズマと被エッチング部材との間が遮断状態にされる。このため、新方式のＣＶＤ装置において、クリーニング時にクリーニングガスのラジカルから被エッチング部材を隔離することができる金属膜作製装置となる。
【０００６】
上記目的を達成するための請求項２に係る本発明の金属膜作製装置は、
基板を保持するサセプタが収容されるチャンバと、
サセプタの基板の保持面に対向する位置におけるチャンバに設けられ基板に成膜される金属成分を含む金属製の被エッチング部材と、
チャンバの内部にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給手段と、
チャンバの内部をプラズマ化してクリーニングガスプラズマを発生させてクリーニングガスの成分ラジカルを生成し、成分ラジカルでチャンバをエッチングすることによりチャンバ内のクリーニングを行うプラズマ発生手段と、
クリーニング時に成分ガスプラズマと被エッチング部材との間を遮断状態にするため成分ガスプラズマの影響を受けない位置に被エッチング部材を退避させる退避手段と
を備えたことを特徴とする。
請求項２に係る本発明では、クリーニングガス供給手段からクリーニングガスを供給してプラズマ発生手段によりクリーニングガスプラズマを発生させ、成分ラジカルによりチャンバをエッチングすることによりチャンバ内のクリーニングを行う際に、退避手段により被エッチング部材を退避させることで成分ガスプラズマと被エッチング部材との間が遮断状態にされる。このため、新方式のＣＶＤ装置において、クリーニング時にクリーニングガスのラジカルから被エッチング部材を隔離することができる金属膜作製装置となる。
【０００７】
上記目的を達成するための請求項３に係る本発明の金属膜作製装置は、
基板を保持するサセプタが収容されるチャンバと、
サセプタの基板の保持面に対向する位置におけるチャンバに設けられ基板に成膜される金属成分を含む金属製の被エッチング部材と、
チャンバの内部にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給手段と、
チャンバの内部をプラズマ化してクリーニングガスプラズマを発生させてクリーニングガスの成分ラジカルを生成し、成分ラジカルでチャンバをエッチングすることによりチャンバ内のクリーニングを行うプラズマ発生手段と、
クリーニング時に成分ガスプラズマと被エッチング部材との間を遮断状態にするため被エッチング部材を覆う遮蔽部材と
を備えたことを特徴とする。
請求項３に係る本発明では、クリーニングガス供給手段からクリーニングガスを供給してプラズマ発生手段によりクリーニングガスプラズマを発生させ、成分ラジカルによりチャンバをエッチングすることによりチャンバ内のクリーニングを行う際に、遮蔽部材により被エッチング部材を覆うことで成分ガスプラズマと被エッチング部材との間が遮断状態にされる。このため、新方式のＣＶＤ装置において、クリーニング時にクリーニングガスのラジカルから被エッチング部材を隔離することができる金属膜作製装置となる。
【０００８】
そして、請求項４に係る本発明は、
請求項２において、
退避手段は、被エッチング部材が着脱自在にチャンバに支持され、サセプタが昇降自在に備えられ、サセプタには上面に対して間隔をあけて被エッチング部材を保持する支持棒が設けられ、搬送部位で支持棒に対して被エッチング部材を搬出入する搬送手段が備えられ、
クリーニング時にチャンバに対する固定が解放された状態でサセプタを上昇させて支持棒に被エッチング部材を保持すると共に被エッチング部材が搬送部位の高さとなるようにサセプタを下降させて搬送手段により被エッチング部材を成分ガスプラズマの影響を受けない位置に退避させる
ことを特徴とする。
請求項４に係る本発明では、サセプタの昇降と搬送手段による退避動により被エッチング部材を退避させることができ、基板の搬送機構を用いて被エッチング部材の退避が行える。
【０００９】
また、請求項５に係る本発明は、
請求項２において、
退避手段は、サセプタが昇降自在に備えられ、サセプタには上面に対して間隔をあけて被エッチング部材を着脱自在に支持する支柱が設けられ、搬送部位で支柱に対して被エッチング部材を搬出入する搬送手段が備えられ、
クリーニング時に被エッチング部材が搬送部位の高さとなるようにサセプタを下降させて搬送手段により被エッチング部材を成分ガスプラズマの影響を受けない位置に退避させる
ことを特徴とする。
請求項５に係る本発明では、サセプタに支持された被エッチング部材を搬送手段により退避させることができ、簡単な構成で基板の搬送機構を用いて被エッチング部材の退避が行える。
【００１０】
また、請求項６に係る本発明は、
請求項２において、
退避手段は、被エッチング部材を水平面内で成分ガスプラズマの影響を受けない位置に退避させる水平退避手段である
ことを特徴とする。
請求項６に係る本発明では、水平退避手段により被エッチング部材を退避させるため、高さ方向のスペースの自由度を阻害することがない。
【００１１】
また、請求項７に係る本発明は、
請求項６において、
水平退避手段は、被エッチング部材の側部におけるチャンバに退避用チャンバが一体に形成され、チャンバと退避用チャンバの間にはゲートバルブが設けられ、被エッチング部材をチャンバと退避用チャンバとの間で往復搬送する往復搬送手段を設けた
ことを特徴とする。
請求項７に係る本発明では、往復搬送手段により退避用チャンバに被エッチング部材を退避させることができるので、チャンバ内のクリーニングとは独立して退避用チャンバで被エッチング部材の処理を行うことができる。
【００１２】
また、請求項８に係る本発明は、
請求項７において、退避用チャンバに退避させた被エッチング部材のクリーニングを行うクリーニング手段を備えた
ことを特徴とする。
請求項８に係る本発明では、退避用チャンバで被エッチング部材を独自の条件でクリーニングすることができる。
【００１３】
また、本発明の請求項９に係る発明は、
請求項６において、
水平退避手段は、被エッチング部材の側部におけるチャンバに退避用チャンバが一体に形成され、チャンバと退避用チャンバの間で旋回搬送する旋回搬送手段を設けた
ことを特徴とする。
請求項９に係る本発明では、旋回搬送手段により退避用チャンバに被エッチング部材を退避させることができるので、少ない水平面内のスペースで被エッチング部材の退避が行える。
【００１４】
また、請求項１０に係る本発明は、
請求項２において、
退避手段は、被エッチング部材がサセプタの上方から下方にわたり昇降自在に支持されると共に、被エッチング部材が絞り機構により円盤状とサセプタを通過する状態の円環状とに変形自在に構成され、被エッチング部材は、成膜時には円盤状に変形して上昇状態に維持され、クリーニング時には円環状に変形しサセプタを通過して下降することでサセプタの下側に維持され、サセプタの基板保持面から退避される
ことを特徴とする。
請求項１０に係る本発明では、被エッチング部材の昇降により被エッチング部材の退避が行える。
【００１５】
また、請求項１１に係る本発明は、
請求項３において、
被エッチング部材は複数の棒状部により形成され、
遮蔽部材は、クリーニング時にチャンバ内に挿入されることで被エッチング部材の棒状部をそれぞれ覆う複数の保護管により構成されている
ことを特徴とする。
請求項１１に係る本発明では、保護管をチャンバ内に挿入することで棒状の被エッチング部材の隔離が行える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の金属膜作製装置は、新方式のＣＶＤ装置において、クリーニング時にクリーニングガスのラジカルから被エッチング部材を隔離することができる金属膜作製装置となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
第１実施形態例から第５実施形態例の金属膜作製装置は、基板を保持するサセプタが収容されるチャンバと、サセプタの基板の保持面に対向する位置におけるチャンバに設けられ基板に成膜される金属成分を含む金属製の被エッチング部材と、チャンバの内部にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給手段と、チャンバの内部をプラズマ化してクリーニングガスプラズマを発生させてクリーニングガスの成分ラジカルを生成し、成分ラジカルでチャンバをエッチングすることによりチャンバ内のクリーニングを行うプラズマ発生手段と、クリーニング時に成分ガスプラズマと被エッチング部材との間を遮断状態にするため成分ガスプラズマの影響を受けない位置に被エッチング部材を退避させる退避手段とを備えたものである。
これらの実施形態例では、退避手段により被エッチング部材を退避させることで成分ガスプラズマと被エッチング部材との間が遮断状態にされる。このため、新方式のＣＶＤ装置において、クリーニング時にクリーニングガスのラジカルから被エッチング部材を隔離することができる金属膜作製装置となる。
【００１８】
第６実施形態例に係る本発明は、基板を保持するサセプタが収容されるチャンバと、サセプタの基板の保持面に対向する位置におけるチャンバに設けられ基板に成膜される金属成分を含む金属製の被エッチング部材と、チャンバの内部にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給手段と、チャンバの内部をプラズマ化してクリーニングガスプラズマを発生させてクリーニングガスの成分ラジカルを生成し、成分ラジカルでチャンバをエッチングすることによりチャンバ内のクリーニングを行うプラズマ発生手段と、クリーニング時に成分ガスプラズマと被エッチング部材との間を遮断状態にするため被エッチング部材を覆う遮蔽部材とを備えたものである。
第６実施形態例では、遮蔽部材により被エッチング部材を覆うことで成分ガスプラズマと被エッチング部材との間が遮断状態にされる。このため、新方式のＣＶＤ装置において、クリーニング時にクリーニングガスのラジカルから被エッチング部材を隔離することができる金属膜作製装置となる。
【００１９】
（第１実施形態例）
図１乃至図５に基づいて第１実施形態例を説明する。
図１には本発明の第１実施形態例に係る金属膜作製装置の成膜時の概略側面、図２には本発明の第１実施形態例に係る金属膜作製装置の被エッチング部材退避時の概略側面、図３には固定治具と被エッチング部材の関係を表す斜視状況、図４には被エッチング部材の支持機構の構造説明、図５には搬送手段を表す平面視状況を示してある。
図１に示すように、円筒状に形成された、例えば、セラミックス製(絶縁材製)のチャンバ１にはサセプタ２が昇降自在に設けられ、サセプタ２には基板３が載置される。サセプタ２は成膜時には上昇状態に維持され、基板３の搬入、搬出の際には下降状態に維持される（図２参照）。サセプタ２には図示しない温度制御手段が設けられ、サセプタ２は温度制御手段により所定温度(例えば、基板３が１００℃から３００℃に維持される温度)に制御される。尚、チャンバの形状は円筒状に限らず、例えば、矩形状のチャンバを適用することも可能である。
【００２０】
チャンバ１の上面は開口部とされ、開口部は絶縁材料製(例えば、セラミックス製)の板状の天井板７によって塞がれている。天井板７の上方にはチャンバ１の内部をプラズマ化するためのプラズマアンテナ８が設けられ、プラズマアンテナ８は天井板７の面と平行な平面リング状に形成されている。プラズマアンテナ８には整合器９及び電源１０が接続されて高周波が供給される。プラズマアンテナ８、整合器９及び電源１０により誘導プラズマを発生させるプラズマ発生手段が構成されている。
チャンバ１には金属製として、例えば、銅（Ｃｕ）製の被エッチング部材１１が保持され、被エッチング部材１１はプラズマアンテナ８の電気の流れに対して基板３と天井板７の間に不連続状態で配置されている。例えば、被エッチング部材１１は、リング状の枠の内側に格子部が形成された構成になっている。これにより、被エッチング部材１１はプラズマアンテナ８の電気の流れ方向である周方向に対して構造的に不連続な状態とされている。
【００２１】
尚、プラズマアンテナ８の電気の流れに対して不連続状態にする構成としては、被エッチング部材を放射状の棒部材を設けたり網目状に構成する等とすることも可能である。
図１、図３に示すように、被エッチング部材１１は固定治具１２によって着脱自在にチャンバ１に支持されている。即ち、固定治具１２はチャンバ１１の周方向の３箇所に設けられ、固定治具１２には被エッチング部材１１の周縁に係止する係止部材１３が設けられている。係止部材１３はそれぞれシリンダ１４により前後移動自在にされ、一斉に前進動することにより３つの係止部材１３が被エッチング部材１１の周縁に係止して被エッチング部材１１を支持状態にする。また、シリンダ１４が一斉に後退動することにより３つの係止部材１３が被エッチング部材１１の周縁から離脱して被エッチング部材１１を解放状態にする。
【００２２】
図１に示すように、被エッチング部材１１の上方におけるチャンバ１の筒部の周囲にはチャンバ１の内部にハロゲンとしての塩素を含有する作用ガス（Ｃｌ2ガス）２１を供給する作用ガス供給手段としてのノズル１５が周方向に等間隔で複数（例えば８箇所：図には２箇所を示してある）接続されている。ノズル１５には流量及び圧力が制御される流量制御器（図示省略）を介してＣｌ2ガス２１が送られる。
尚、作用ガスに含有されるハロゲンとしては、フッ素、臭素及びヨウ素等を適用することが可能である。ハロゲンとして塩素を用いたことにより、安価な塩素ガスを用いて薄膜を作製することができる。
【００２３】
ノズル１５にはチャンバ１の内壁に付着した塩化物を除去するためのクリーニング時に、クリーニングガスとしてＣｌ2ガス２１が送られるようになっている。つまり、ノズル１５によりクリーニングガス供給手段が構成されている。
図２、図５に示すように、チャンバ１の下部の側面部にはゲートバルブ２２を介して搬送室２３が接続され、搬送室２３には基板３の搬入、搬出を行う搬送手段としてのロボットアーム２４が設けられている。図５に示すように、ロボットアーム２４は、回転リンク２５及び回動リンク２６に支持されたフォーク部２７を備え、回転リンク２５の矢印Ａ方向への回転により回動リンク２６が矢印Ｂ方向に回動してフォーク部２７がチャンバ１内に前進動する。回転リンク２５の逆方向の回転によりフォーク部２７が搬送室２３側に後退動する。
【００２４】
図１に示すように、チャンバ１の下部には排気口１８が設けられ、成膜やクリーニングに関与しないガス等が排気口１８から排気される。天井板７によって塞がれたチャンバ１の内部は排気口１８につながる図示しない真空ポンプによって所定の圧力に維持される。
一方、図１及び図４に示すように、サセプタ２の上面には被エッチング部材１１を保持するための支持棒３１が３箇所に設けられ、支持棒３１に被エッチング部材１１が載置されることにより、上面に対して間隔をあけた状態で、即ち、ロボットアーム２４のフォーク部２７が挿入される間隔を保った状態で被エッチング部材１１がサセプタ２の上面側に保持される。つまり、固定治具１２による被エッチング部材１１の固定が解放された状態でサセプタ２を上昇させると、支持棒３１に被エッチング部材１１が載置された状態になり、サセプタを下降させると、被エッチング部材１１が搬送部位の高さとされる（図２参照）。
【００２５】
上述した金属膜作製装置では、チャンバ１の内部にノズル１５からＣｌ2ガス２１を供給する。プラズマアンテナ８から電磁波をチャンバ１の内部に入射することで、Ｃｌ2ガス２１をイオン化してＣｌ2ガスプラズマを発生させ、Ｃｌラジカルを生成する。この時の反応は、次式で表すことができる。
Ｃｌ2→２Ｃｌ*          ・・・・（１）
ここで、Ｃｌ*は塩素ラジカルを表す。
ガスプラズマがＣｕ製の被エッチング部材１１に作用することにより、被エッチング部材１１が加熱されると共に、Ｃｕにエッチング反応が生じる。この時の反応は、例えば、次式で表される。
Ｃｕ（ｓ）＋Ｃｌ* →ＣｕＣｌ（ｇ）        ・・・・（２）
ここで、ｓは固体状態、ｇはガス状態を表す。式（２）は、Ｃｕがガスプラズマ（塩素ラジカルＣｌ*）によりエッチングされ、前駆体とされた状態である。
ガスプラズマを発生させることにより被エッチング部材１１を加熱し（例えば、３００℃〜７００℃）、更に、温度制御手段により基板３の温度を被エッチング部材１１の温度よりも低い温度（例えば、１００℃〜３００℃）に設定する。この結果、前駆体は基板３に吸着(堆積)される。この時の反応は、例えば、次式で表される。
ＣｕＣｌ（ｇ）→ＣｕＣｌ（ａｄ）        ・・・・（３）
基板３に吸着したＣｕＣｌは、塩素ラジカルＣｌ*により還元されてＣｕ成分となる。この時の反応は、例えば、次式で表される。
ＣｕＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ*→Ｃｕ（ｓ）＋Ｃｌ2↑・・・（４）
更に、上式（２）において発生したガス化したＣｕＣｌ（ｇ）の一部は、基板３に吸着する(上式（３）参照)前に、塩素ラジカルＣｌ*により還元されてガス状態のＣｕとなる場合もある。この時の反応は、例えば、次式で表される。
ＣｕＣｌ（ｇ）＋Ｃｌ*→Ｃｕ（ｇ）＋Ｃｌ2↑        ・・・・（５）
この後、ガス状態のＣｕ成分は、基板３に吸着される。
上述した金属膜作製装置においては、基板３に対する成膜を継続すると、チャンバ１の内壁にもＣｕ薄膜が付着形成される。このため、所定の期間毎にＣｌ2ガス２１をチャンバ１内に供給してＣｌ2ガス２１をプラズマ化し、ガスプラズマ（塩素ラジカルＣｌ*）によりチャンバ１内に付着したＣｕ薄膜をエッチングすることで付着物を取り除いている（クリーニング）。
この時、被エッチング部材１１がチャンバ１内に存在していると、温度状態によっては被エッチング部材１１もエッチングされてしまう虞がある。このため、クリーニング時には被エッチング部材１１を搬送室２３に退避させてガスプラズマ（塩素ラジカルＣｌ*）から隔離するようになっている。
即ち、クリーニング開始時に、図２に点線で示すように、サセプタ２を上昇させて被エッチング部材１１を支持棒３１に保持すると共に、３つの係止部材１３を被エッチング部材１１の周縁から離脱させて被エッチング部材１１を解放状態にして支持棒３１に載置する。この状態でサセプタ２を下降させて被エッチング部材１１をゲートバルブ２２と同じ高さに位置させる。ゲートバルブ２２を開いてロボットアーム２４を前進させ、フォーク部２７に被エッチング部材１１を載置する。ロボットアーム２４を後退させることにより被エッチング部材１１を搬送室２３内に移動させてゲートバルブ２２を閉じる。これにより、被エッチング部材１１が搬送室２３に退避した状態にされる。
【００２６】
被エッチング部材１１が搬送室２３に退避した状態で、チャンバ１の内部にクリーニングガス供給手段として作用するノズル１５からＣｌ2ガス２１を供給する。プラズマアンテナ８から電磁波をチャンバ１の内部に入射することで、Ｃｌ2ガス２１をイオン化してＣｌ2ガスプラズマを発生させ、Ｃｌラジカルを生成する。ガスプラズマがチャンバ１内に付着したＣｕ薄膜に作用することにより、Ｃｕにエッチング反応が生じ、チャンバ１の内壁に付着したＣｕ薄膜が除去される。
クリーニング時に被エッチング部材１１を退避させるようにしたことにより、被エッチング部材１１がエッチングされてＣｕＣｌが生成されることがなくなる。このため、チャンバ１内にＣｕＣｌが付着したり、被エッチング部材１１の表面の塩化が生じることがなくなる。また、ＣｕＣｌの被エッチング部材１１への付着といった問題も生じることがない。
そして、サセプタ２に支持された被エッチング部材１１をロボットアーム２４により退避させることができ、既存の基板３の搬送機構を用いて被エッチング部材１１の退避が行える。
【００２７】
（第２実施形態例）
図６、図７に基づいて第２実施形態例を説明する。図６、図７には本発明の第２実施形態例に係る金属膜作製装置の概略側面を示してあり、図６は成膜時の状況、図７は被エッチング部材の退避時の状況である。尚、図１乃至図５に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。
図に示すように、本実施形態例は、退避手段は、サセプタ２が昇降自在に備えられ、サセプタ２には上面に対して間隔をあけて被エッチング部材１１を着脱自在に支持する支柱３３が設けられ、搬送室２３に対応するゲートバルブ２２の部位で、支柱３３に対して被エッチング部材１１がロボットアーム２４により搬送室２３に退避される。
【００２８】
つまり、通常の成膜時には、図６に示すように、支柱３３により被エッチング部材１１をサセプタ２に支持した状態でサセプタ２を上昇させて所望の処理を行う（第１実施形態例と同一の処理）。クリーニング時には、図７に示すように、被エッチング部材１１が搬送室２３に対応するゲートバルブ２２の高さとなるようにサセプタ２を下降させ、ロボットアーム２４により被エッチング部材１１を成分ガスプラズマの影響を受ける位置、例えば、サセプタ２の基板３の保持面上方から退避させる。
このため、第１実施形態例と同様に、クリーニング時に被エッチング部材１１を退避させるようにしたことにより、被エッチング部材１１がエッチングされてＣｕＣｌが生成されることがなくなる。このため、チャンバ１内にＣｕＣｌが付着したり、被エッチング部材１１の表面の塩化が生じることがなくなる。また、ＣｕＣｌの被エッチング部材１１への付着といった問題も生じることがない。
そして、サセプタ２に支持された被エッチング部材１１をロボットアーム２４により退避させることができ、簡単な構成で既存の基板３の搬送機構を用いて被エッチング部材１１の退避が行える。また、成膜時には、基板３と被エッチング部材１１との高さ方向の位置関係を一定に保つことができる。
【００２９】
（第３実施形態例）
図８、図９に基づいて第３実施形態例を説明する。図８には本発明の第３実施形態例に係る金属膜作製装置の概略側面、図９には本発明の第３実施形態例に係る金属膜作製装置の概略平面を示してある。尚、図１乃至図５に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。
図に示すように、本実施形態例は、退避手段は、被エッチング部材１１を水平面内で成分ガスプラズマの影響を受けるサセプタ２の基板３の保持面の上方から退避させる水平退避手段となっている。つまり、水平退避手段は、被エッチング部材１１の側部におけるチャンバ１に退避用チャンバ３５が一体に設けられ、チャンバ１と退避用チャンバ３５の間にはゲートバルブ３６が設けられている。
尚、被エッチング部材１１のチャンバ１への保持は、図示はしていないが、第１実施形態例で示した固定治具１２等適宜の構成を適用することができる。また、第２実施形態例で示したように、サセプタ２側に被エッチング部材１１を保持する構成とすることも可能である。
退避用チャンバ３５には往復搬送手段としての往復アクチュエータ３７が設けられ、往復アクチュエータ３７の駆動部には被エッチング部材１１が載置される搬送アーム３８が設けられている。往復アクチュエータ３７の駆動により、搬送アーム３８に載置された被エッチング部材１１がチャンバ１と退避用チャンバ３５の間を往復搬送される。
【００３０】
つまり、通常の成膜時には、図に実線で示すように、被エッチング部材１１がチャンバ１内に保持されて所望の処理を行う（第１実施形態例と同一の処理）。クリーニング時には、図に点線で示すように、被エッチング部材１１が往復アクチュエータ３７の駆動により被エッチング部材１１を搬送アーム３８に載置して退避用チャンバ３５に退避させる（成分ガスプラズマの影響を受けるサセプタ２の基板３の保持面の上方から退避させる）。
このため、第１実施形態例と同様に、クリーニング時に被エッチング部材１１を退避させるようにしたことにより、被エッチング部材１１がエッチングされてＣｕＣｌが生成されることがなくなる。このため、チャンバ１内にＣｕＣｌが付着したり、被エッチング部材１１の表面の塩化が生じることがなくなる。また、ＣｕＣｌの被エッチング部材１１への付着といった問題も生じることがない。
【００３１】
そして、水平退避手段により被エッチング部材１１を退避させるため、高さ方向のスペースの自由度を阻害することがない。また、往復アクチュエータ３７により被エッチング部材１１をゲートバルブ３６で仕切られた退避用チャンバ３５に退避させることができるので、チャンバ１内のクリーニングとは独立して退避用チャンバ３５で被エッチング部材１１の処理を行うことができる。
例えば、図８に示すように、退避用チャンバ３５にプラズマアンテナ４１、整合器４２、電源４３を独立して設けると共に、クリーニングガス供給ノズル４４を設けることができる（クリーニング手段）。クリーニング手段を設けることにより、被エッチング部材１１を退避させているときに退避用チャンバ３５内にクリーニングガスプラズマを発生させて、被エッチング部材１１を独自の条件でクリーニングすることができる。
【００３２】
（第４実施形態例）
図１０、図１１に基づいて第４実施形態例を説明する。図１０には本発明の第４実施形態例に係る金属膜作製装置の概略側面、図１１には本発明の第４実施形態例に係る金属膜作製装置の概略平面を示してある。尚、図１乃至図５に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。
図に示すように、本実施形態例は、退避手段は、被エッチング部材１１を水平面内で成分ガスプラズマの影響を受けるサセプタ２の基板３の保持面の上方から退避させる水平退避手段となっている。つまり、水平退避手段は、被エッチング部材１１の側部におけるチャンバ１に退避用チャンバ４６が設けられ、被エッチング部材１１は扇型の旋回アーム４７に載置されている。旋回アーム４７は基部４７ａを旋回中心として図示しない駆動手段により水平面内で旋回自在にチャンバ１側に支持され、チャンバ１と退避用チャンバ４６の間で被エッチング部材１１を旋回搬送するようになっている。チャンバ１と退避用チャンバ４６の間には、図示しない仕切り部材が設けられ、退避用チャンバ４６内におけるチャンバ１内のプラズマの影響が最小限に抑えられている。
【００３３】
つまり、通常の成膜時には、図に実線で示すように、旋回アーム４７がチャンバ１側に旋回した状態にされ、被エッチング部材１１がチャンバ１内に保持されて所望の処理を行う（第１実施形態例と同一の処理）。クリーニング時には、図に点線で示すように、被エッチング部材１１が旋回アーム４７の旋回により退避用チャンバ４６側に旋回させ退避用チャンバ４６に退避させる（成分ガスプラズマの影響を受けるサセプタ２の基板３の保持面の上方から退避させる）。
このため、第１実施形態例と同様に、クリーニング時にエッチング部材１１を退避させるようにしたことにより、被エッチング部材１１がエッチングされてＣｕＣｌが生成されることがなくなる。このため、チャンバ１内にＣｕＣｌが付着したり、被エッチング部材１１の表面の塩化が生じることがなくなる。また、ＣｕＣｌの被エッチング部材１１への付着といった問題も生じることがない。
【００３４】
そして、水平退避手段により被エッチング部材１１を退避させるため、高さ方向のスペースの自由度を阻害することがない。また、旋回アーム４７の旋回により退避用チャンバ４６に被エッチング部材１１を退避させることができるので、少ない水平面内のスペースで被エッチング部材１１の退避が行える。
【００３５】
（第５実施形態例）
図１２、図１３に基づいて第５実施形態例を説明する。図１２、図１３には本発明の第５実施形態例に係る金属膜作製装置の概略構成を示してあり、図１２は通常の成膜時の状況、図１３は退避時の状況である。そして、図１２、図１３において、（ａ）は概略側面、（ｂ）は概略平面である。尚、図１乃至図５に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。
図に示すように、本実施形態例は、退避手段は、６本の昇降・旋回アーム５１がチャンバ１側に支持され、昇降・旋回アーム５１は昇降自在（図中Ａ方向）で且つ軸心周りで回動自在（図中Ｂ周り）に支持されている。昇降・旋回アーム５１の上端部位には、例えば、金属製として銅（Ｃｕ）製の被エッチング部材をハロゲンのラジカルによりエッチングすることで金属成分のハロゲン化物である前駆体を生成させ、前駆体の金属成分のみを成膜する金属膜作製装置に関し、クリーニング時に被エッチング部材をクリーニングガスから隔離することができるように企図したものである。
被エッチング部材５２が保持されている。図１２、１３（ｂ）に示すように、被エッチング部材５２は６本の昇降・旋回アーム５１にそれぞれ支持される羽根部５３を備え、被エッチング部材５２は、昇降・旋回アーム５１の回動により円盤状の状態（図１２（ｂ）の状態）に変形すると共に、中心部に空洞５４を有する円環状の状態（図１３（ｂ）の状態）に変形するように、絞り機構（アイリス機構）により構成されている。
【００３６】
つまり、通常の成膜時には、図１２に示すように、昇降・旋回アーム５１が上昇すると共に昇降・旋回アーム５１の回動により被エッチング部材５２が円盤状の状態（図１２（ｂ）の状態）に変形する。この状態で被エッチング部材５２がサセプタ２の上方に維持されて所望の処理を行う（第１実施形態例と同一の処理）。クリーニング時には、図１３に示すように、昇降・旋回アーム５１の回動により被エッチング部材５２が中心部に空洞５４を有する円環状の状態（図１３（ｂ）の状態）に変形する。昇降・旋回アーム５１の下降により空洞５４がサセプタ２を通過し、被エッチング部材５２をサセプタ２の下側に移動してサセプタ２の基板３の保持面の上方から退避させる。
このため、第１実施形態例と同様に、クリーニング時にエッチング部材５２を退避させるようにしたことにより、被エッチング部材５２がエッチングされてＣｕＣｌが生成されることがなくなる。このため、チャンバ１内にＣｕＣｌが付着したり、被エッチング部材１１の表面の塩化が生じることがなくなる。また、ＣｕＣｌの被エッチング部材５２への付着といった問題も生じることがない。
【００３７】
そして、被エッチング部材５２を昇降させるだけで被エッチング部材５２を成分ガスプラズマの影響を受けるサセプタ２の基板３の保持面の上方から退避させることができる。
【００３８】
（第６実施形態例）
図１４、図１５に基づいて第６実施形態例を説明する。図１４には本発明の第６実施形態例に係る金属膜作製装置の概略側面を示してある。また、図１５には被エッチング部材と保護管との関係を表す概念を示してあり、図１５（ａ）は保護管により被エッチング部材を覆う前の状態、図１５（ｂ）は保護管により被エッチング部材を覆った状態である。尚、図１乃至図５に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。
図に示すように、本実施形態例は、クリーニング時にガスプラズマ（塩素ラジカルＣｌ*）と金属製として銅（Ｃｕ）製の被エッチング部材５５との間を遮断状態にするため被エッチング部材５５を覆う遮蔽部材である保護管５８を備えた構成とされている。つまり、被エッチング部材５５は複数の棒状部としての棒部５６により形成され、複数の棒部５６は、例えば、天井板７に吊具５７を介して吊り下げ固定されている。棒部５６と同一高さにおけるチャンバ１の両側部には、チャンバ１内に挿入される複数の保護管５８がそれぞれ設けられ、保護管５８は挿入駆動手段５９によってチャンバ１の両側から挿入されて（図１５（ａ）参照）、被エッチング部材５５の棒部５６を覆うようになっている（図１５（ｂ）参照）。保護管５８をチャンバ１内に挿入することで棒状の被エッチング部材５５の隔離が行える。
【００３９】
つまり、通常の成膜時には、図に実線で示すように、保護管５８をチャンバ１の外に退避させた状態で（被エッチング部材５５を隔離しない状態で）所望の処理を行う（第１実施形態例と同一の処理）。クリーニング時には、図に点線で示すように、挿入駆動手段５９によってチャンバ１の両側から保護管５８をチャンバ１内に挿入し、被エッチング部材５５の棒部５６を保護管５８で覆う（図１５（ｂ）の状態）。これにより、棒状の被エッチング部材５５が隔離される。
このため、第１実施形態例と同様に、クリーニング時に被エッチング部材５５を隔離させるようにしたことにより、被エッチング部材５５がエッチングされてＣｕＣｌが生成されることがなくなる。このため、チャンバ１内にＣｕＣｌが付着したり、被エッチング部材５５の表面の塩化が生じることがなくなる。また、ＣｕＣｌの被エッチング部材５５への付着といった問題も生じることがない。
【００４０】
そして、保護管５８をチャンバ１内に挿入するだけの簡単な構成で、棒状の被エッチング部材５５の隔離が行える。また、保護管５８はチャンバ１の両側から挿入するようになっているので、保護管５８を被エッチング部材５５の半径分の長さに収めることができ、装置の大型化を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、金属製の被エッチング部材をハロゲンのラジカルによりエッチングすることで金属成分のハロゲン化物である前駆体を生成させ、前駆体の金属成分のみを成膜する金属膜作製装置の産業分野で利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施形態例に係る金属膜作製装置の成膜時の概略側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態例に係る金属膜作製装置の被エッチング部材退避時の概略側面図である。
【図３】固定治具と被エッチング部材の関係を表す斜視図である。
【図４】被エッチング部材の支持機構の構造説明図である。
【図５】搬送手段を表す平面図である。
【図６】本発明の第２実施形態例に係る金属膜作製装置の概略側面図である。
【図７】本発明の第２実施形態例に係る金属膜作製装置の概略側面図である。
【図８】本発明の第３実施形態例に係る金属膜作製装置の概略側面図である。
【図９】本発明の第３実施形態例に係る金属膜作製装置の概略平面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態例に係る金属膜作製装置の概略側面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態例に係る金属膜作製装置の概略平面図である。
【図１２】本発明の第５実施形態例に係る金属膜作製装置の概略構成図である。
【図１３】本発明の第５実施形態例に係る金属膜作製装置の概略構成図である。
【図１４】本発明の第６実施形態例に係る金属膜作製装置の概略側面図である。
【図１５】被エッチング部材と保護管との関係を表す概念図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  チャンバ
２  サセプタ
３  基板
７  天井板
８、４１  プラズマアンテナ
９、４２  整合器
１０、４３  電源
１１、５２、５５  被エッチング部材
１２  固定治具
１３  係止部材
１４  シリンダ
１５  ノズル
１８  排気口
２１  作用ガス（Ｃｌ2ガス）
２２、３６  ゲートバルブ
２３  搬送室
２４  ロボットアーム
２５  回転リンク
２６  回動リンク
２７  フォーク部
３１  支持棒
３３  支柱
３５、４６退避用チャンバ
３７  往復アクチュエータ
３８  搬送アーム
４４  クリーニングガス供給ノズル
４７  旋回アーム
５１  昇降・旋回アーム
５３  羽根部
５６  棒部
５７  吊具
５８  保護管
５９  挿入駆動手段
【図１】
2006283051.tif 000003
【図２】
2006283051.tif 000004
【図３】
2006283051.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2006283051.tif 000012
【図１１】
2006283051.tif 000013
【図１２】
2006283051.tif 000014
【図１３】
2006283051.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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